Датчик положения светового пятна

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1,11578632 Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 30.10,77, Бюллетень М 4Дата опубликования описания 26.10.(7 осударственный комитет овета Министров СССРа делам изобретенийн открытии(71) Заявитель ковский институт троннои тех) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СВЕ Н ДЛ 51 этого в предлагаемый датчик положеиия светового пятна введены аналоговыи ком- х 1 У 1 а 1 ОР, Олок ВыбоРа пОРЯД 1 а и Оло 1. ВЫРВВ.н 11 вани 51 порядка, причем выходы усилигелеи каждого иэ каналов непосредстВенно и через элементы задержки подключены к соотвстстВу ющим входам олока вырав 1 швания порядка соотВетстВенно 1 ерез О 10 К Выоора порядка и последовательно со един сии ыс аналоговыи 10 О.,11 у татор и о;1 О 1 пиковых детектороВ, уиравля 1 ощие входы аналогового комму татора 110 дкл 1 очены к соответству 10 щим Выходам Олока выоора порядка, Выходы и один из входов Олока выравниваш 1 я порядка соединены со ответствеьн 1 о с входамн су ммо-разностногоОлока и третьим Выходом распределителя импульсов,11 а чер 1 еже приведена структурная электрическая схема предлагаемого датчика.Датчик положения светового пятна содержит ОоъектиВ 1, В фокальной плОскОсти которого расположен позиционно-чувствительный фотоприемник 2, выходамп подключенный к входам четырех каналов 3 - 6, каждый из ко торых состоит из т каскадно соединенныхусилителей 7, выходы каждого из которых подключены к соответствующим элементам 8 задержки, распределитель 9 импульсОВ, первый и второй выходы которого подключены к 30 управляющим входам блока 10 пиковых деоматике и вы 1 спользоваться положения тостности источ- овторяющихся светового пятокальной пло- озиционно-чуввыходами подканалов, кажкаскадно сое 1 аждого из котвующим элеель импульсов ого подключеса пиковых деблока 1. во обладает низопределения пори малой частоционности устройровки усиления и ю из-за разброса ик четырех канатся повышение жения светового Изобретение относится к автчислительной техншкс и может 1в приборах для регистрациичечных источников света, в чаников однократных и редко пвспышек.Известен датчик положенияна, содержащий объектив, в фскости которого расположен пствительный фотопр нем ник,ключенный к входам четырехдый из которых состоит из тдинениых усилителей, выходы 1торых подключены к соответсментам задержки, распределитпервый и второй выходы которны к управляющим входам блотекторов и суммо-разностного Однако известное устройс кой динамической точностью ложения источника света п те вспышек вследствие инер ства автоматической регули низкой статической точность регулировочных характерист лов усиления. Целью изобретения точности определения пятна.(9) 40 3текторов и суммо-разностного блока 11, аналоговый коммутатор 12, блок 13 выбора порядка и блок 14 выравнивания порядка, причем выходы усилителей 7 каждого из каналов непосредственно и через элементы 8 задержки подключены к соответствующим входам блока 14 выравнивания порядка соответственно через олок 13 выоора поряд 1;а и последовательно соединенные аналоговый коммутатор 12 и блок 10 пиковых детекторов, уч 1 равля 1 ощпе входы аналогового коммутатора 12 подключены к соответствующим выходам блока 13 выбора порядка, выходы и один пз входов олока 14 выравнивания порядка соединены соответственно с входами суммо-разностпого блока 11 и третьим выходом распределителя 9 импульсов,Датчик положения светового пятна работает следующим ооразом.Йзооражение источника света в момент вспышки проецируется объективом 1 на фото- приемник . 11 ятно света делится координатными осями фотоприемника 2 на четыре части, в общем случае неравные, На выходах светочувствительных площадок фотоприемника 2 появляются одновременно четыре импульса с амплитудами а, (где 1 - номер освещенной площадки), пропорциональными величине освещенных частей. Эти импульсы поступают на входы усилителей 7 каналов 3 - О. Если уровень входного сигнала недостаточен для насыщения -го каскада в каждом из усилителей 7, то на выходе этого каскада появляется импульс с амплитудойС 7 ц -- агК (1) где К - коэффициент усиления каждого каскада усилителя 7;- порядковый номер каскада усилителя 7. Если же -и каскад усилителя 7 насыщается сигналом, то амплитуда импульса на его выходе равна напряжению ограничения /О,р. Именно на этот уровень настроены входные пороговые цепи Олока 13 выоора порядка, в котором формируются четыре кодовые комбинации из единиц и нулей, соответствующпх числу насыщенных и ненасыщсш 1 ых каскадов усилителей 7 в каждом из четырех каналов 5 - О. Если записать выражение (1) в видеаг = 2 К 7 (2) то амплитуда 1/ приобретает смысл мантиссы числа а;, а величина ) является его порядком, т, е, выражение (2) представляет собой запись сигнала на выходе 1-и площадки фотоприемника 2 в форме с плавающей запятой, В то время как в блоке 13 выбора порядка формируются коды порядков, все значения мантисс С временно хранятся в элементах 8 задержки, а затем подаются на входы аналогового коммутатора 12, через который на входы блока 10 пиковых детекторов проходят только четыре из 4 т значений, т. е. по одному па каждый т-каскадный канал, Выбранные значения У;,= С/1 , удовлетворяют условыбрвиям гг (7 огр (3)Ц, = макс,Ц. (4) Этот выбор осуществляет блок 13 выбора порядка, который формирует сигналы управления для аналогового коммутатора 12 из одов порядков. Обозначим номер выбранного каскада усилителя 7 13 ывр (1) =р;. Тогда значения мантисс, запоминаемых блоком 10 пиковых детекторов, запишутся в видеУ, = а,К 1. (5 Блок 13 выбора порядка сравнивает значения р, между собой, выделяет наибольшее из них р - макс(р,) и формирует коды разностейРг = Р - Рг (б) Значения Ьр, с выходов блока 13 выбора порядка поступают на входы управления блока 14 выравнивания порядка, на сигнальных входах которого возникают потенциалы, поступающие с выходов блока 10 пиковых детекторов, Блок выравнивания порядка приводит потенциалы 1/; к одному порядку, т. е. выполняет операцию У,=У,К (7) Суммо-разностный блок 11 вычисляет координаты центра тяжести светового пятна в виде линейных комбинаций сигналов Р, и нормирует их относительно суммарной освещенности пятна: Р - 11 - 12 -3 1 "41+12 1 13 Г 41 Г2 3;141 + 2+ 1 3+ 14Благодаря наличию блока 13 выбора порядка, аналогового коммутатора 12 и блока 14выравнивания порядка амплитуда импульсовфотоприемника измеряется для каждойвспышки света при нулевых начальных условиях, т. е. независимо от результатов предыдущих измерении. 1 очность определения положения пятна, таким образом, не зависит отчастоты повторения вспышек, а динамическая погрешность при этом полностью устраняется, причем обеспечивается возможностьизмерения координат пятна от одиночнойвспышки света,Датчик обладает высокой статической точностью в широком диапазоне изменения мощности излучения благодаря разбиению диапазона амплитуд импульсов фотоприемника напг равных интервалов, заданных фиксированными коэффициентами усиления каскадовусилителей 7 и фиксированными порогамисрабатывания блока выбора порядка,Формула изобретенияДатчик положения светового пятна, содержащий обьектив, в фокальной плоскости ко 45 50 55 60 65торого расположен позиционно-чувствительный фотоприемник, выходами подключенный к входам четырех каналов, каждый из которых состоит из т каскадно соединенных усилителей, выходы каждого из которых подключены к соответствующим элементам задержки, распределитсль импульсов, п рвый и второй выходы которого подключены к управляющим входам блока пиковых детекторов и сумморазностного блока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения положения светового пятна, введены аналоговый коммутатор, блок выбора порядка и блок выравнивания порядка, причем выходы усилителей каждого из каналов непосредственно и через элементы задержки подключены к соответствующим входам блока выравнивания порядка соответственно через блок выбора порядка и последовательно соединенные аналоговый коммутатор и блок пиковых детекторов, управляющие входы аналогового коммутатора подключены к соответствующим выходам блока выбора порядка, выходы и один из входов блока выравнивания порядка соединены соответственно с входами сумморазностного блока и третьим выходом распределителя импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США М 3696248, кл. 250 - 203,1972.578632Составитель А. Меньшикова Редактор Е. Караулова Тсхрсд И. Карандашова Корректоры: Т, Добровольская и Н. Аук ПодписноеЗаказ 2289/17 Изд.859 Тираж 725 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2